愛因斯坦為什麼要說「上帝不擲骰子」,他發現了什麼?

2020-11-05 傑瑞科學

01 為什麼愛因斯坦要說:「上帝不擲骰子」?

「上帝不擲骰子」這句話是愛因斯坦的名言,相信各位讀者在很多地方都看到過這句話,或許你知道這句話和量子力學有關,但是你肯定不知道,愛因斯坦說的這句話隱藏著對宇宙本質的思考!

02 讓人費解的量子力學

物理學家費曼曾經說過:「沒有人真正理解量子力學」,在人類物理學的發展中,量子力學絕對是最讓人費解的物理理論,如果有人在你面前聲稱自己是量子理論的專家。

不用懷疑,這個人一定是個騙子,就像是前一段大火的「量子波動速度」,總有一些人用「量子」的名義去做一些不科學的事情。

愛因斯坦和量子力學可以說是「愛恨糾葛」,1900年普朗克針對黑體輻射的研究促使了「量子力學」的誕生。隨後,愛因斯坦,波爾,海森堡,薛丁格等人都參與進了量子力學的後續發展,因此愛因斯坦本人其實也是量子力學的奠基人之一。

19世紀末二十世紀初,經典力學已經十分完善,但是仍然有一些問題無法解釋,比如「黑體輻射」和「光電效應」,對這些問題的研究促使了科學家發現了另外一個神奇的物理世界——微觀宇宙。

量子力學本身就是討論微觀粒子運動規律的理論,但是讓科學家疑惑的是,微觀粒子的運動和宏觀世界中的經典力學完全不同,量子力學認為粒子的狀態不是百分百肯定的,而是以「概率雲」的形式存在,所有粒子都具備「不確定性」,同時「不確定性」就是宇宙的本質。

直到今天,「不確定性」仍然和量子力學密不可分,比如「薛丁格的貓」就是一個很好的例子,一些在日常生活中不會發生的事情,在量子力學中就擁有了可能性。

03 愛因斯坦和量子力學

愛因斯坦在1905年提出了「光量子」的概念,成功地解釋了光電效應,愛因斯坦憑藉這個研究獲得了諾貝爾獎項,並且光量子這個概念讓科學家發現了光子具備「波粒二象性」,因此愛因斯坦的研究也促使了量子力學的誕生。

和其他物理理論不同,量子力學是在諸多不同科學家的研究和推動下誕生了,因此產生了多種不同的學派和詮釋。

比如著名的「哥爾哈根學派」的「哥爾哈根詮釋」,也就是所謂的「不確定原理」,還有所謂的「多世界詮釋」,在多世界詮釋中,任何一個選擇都會導致全新的平行宇宙誕生。

「哥本哈根詮釋」和「多世界詮釋」是兩種主要的詮釋,其中「哥本哈根詮釋」被更多的科學家接受。在五屆索爾維物理會議上,愛因斯坦和波爾進行了多次的討論,他一直對哥本哈根詮釋不夠滿意,以至於說出了著名的:

「上帝是不擲骰子的!」

很多人認為,愛因斯坦不願意解釋哥本哈根詮釋中的不確定性原理,才說出了「上帝不擲骰子」這句話,如果把不確定性原理代入宇宙,就像是有一個人不斷的丟骰子,在無限的不確定性中,丟出了宇宙的全部。

在經典力學中,宇宙中的一切都是可以預測的,這樣的觀點源自於牛頓的「機械唯物主義」,這個理論中認為,宇宙萬物的運動都具備「機械性」,整個宇宙就像是一個上好了發條的鐘表,從誕生的那一刻開始,它的結局就已經註定。

但是哥本哈根學派卻認為,宇宙的本質是隨機的概率雲,一個例子的位置和速度不可能被同時完全確認,想要讓一個數據準確,另外一個數據就必然會變得模糊,這就是「測不準原理」,「量子隧穿」和「量子漲落」似乎也在暗示,宇宙中的一切可人類眼睛看到的機械宇宙不一樣。

關於量子力學的種種研究證明,「不確定性」就是宇宙的內稟屬性之一,愛因斯坦作為相對論的提出者,他真的在量子力學面前成了保守派嗎?

波爾這樣評價愛因斯坦對量子力學的看法:「落後於時代潮流」。

愛因斯坦的名言「上帝不會擲骰子」成為了愛因斯坦抨擊量子力學不確定性的象徵,可是愛因斯坦這樣的時代偉人,在一個全新的理論面前真的如此保守嗎?

04 「上帝不擲骰子」真正的答案

隨著時間的推移,人們逐漸發現,愛因斯坦其實並沒有抨擊量子力學和哥本哈根詮釋,他之所以說「上帝不會擲骰子」的原因是因為愛因斯坦認為,現在的量子力學是不完善的,宇宙一定隱藏著更加深層次的物理規律。

愛因斯坦本人就是量子領域「非決定性」的發現者,但是他不認為量子的非決定性是宇宙的根本,「量子糾纏」這些現象證明,目前的量子力學是不完善的,用一個不完善的理論去描述宇宙的本質,顯然得不到正確的答案。

為此,愛因斯坦在晚年一直試圖尋找到「大一統」的萬物理論,可惜的是,直到今天人類都沒有找到所謂的「萬物理論」,量子力學和相對論的矛盾仍然存在,愛因斯坦和哥本哈根學派的爭執仍然沒有答案。

05 總結

愛因斯坦並不是抨擊和反對量子力學,而是他認為目前的量子力學不夠完善,隨著人類理論的推進,或許在未來量子力學的「隨機」就會因為新理論的出現變成可以預測的秩序。

你認為宇宙的本質是萬物隨機的不確定性原理,還是按部就班的經典宇宙觀?歡迎在下方評論留下你的答案!

相關焦點

  • 愛因斯坦說的「上帝不會擲骰子」是什麼意思?
    上帝擲骰子其實是發生在一次索爾維會議上,這是科學家的峰會。在上世紀的20年代~30年代,科學家們有一個議題,那就是哥本哈根學派對於量子力學的詮釋「不確定性」到底靠不靠譜?光是粒子還是波?我們要搞清楚一點,那就是光的速度可不是低速,甚至光到底是啥也很難說得清楚。伽利略就曾經試圖測光速,然後他失敗了。也就是說在牛頓的時期,光速到底是多少還跟迷一樣。其次光到底是啥,實際上那個時代的科學家也沒啥好的想法來驗證。驗證不了,不代表不能提出理論,牛頓認為光是一種粒子,惠更斯等人認為光是一種波。
  • 上帝擲不擲骰子?
    「上帝不擲骰子」「量子力學是很酷炫。可內心的聲音告訴我,它並非真實之物。這理論說了一大堆,但並沒有真的帶領我們更加接近『老頭兒』(上帝)的秘密。無論如何,我都確信,上帝不擲骰子。」(Quantum mechanics is certainly imposing.
  • 愛因斯坦錯了——我們的世界裡上帝不擲骰子!
    1927年比利時索菲爾科學大會上,當愛因斯坦面臨著神秘的量子世界裡喊出:上帝不擲骰子!世界是有秩序的。然而,事實證明他錯了。我們活著的世界是無法測量的!一、神一般存在的愛因斯坦愛因斯坦的成就有多麼偉大。有位科學家的著名的戲謔之言:自然和自然規律隱匿在黑暗之中。上帝說:『『讓牛頓出生吧!"
  • 愛因斯坦為什麼篤信「上帝不會擲骰子」,這是錯的嗎?
    愛因斯坦起初表達「上帝不會擲骰子」是為了否定量子力學哥本哈根學派對微觀粒子運動規律的詮釋。 他要弄清楚微觀粒子到底是真隨機還是假隨機 量子的概念自1900年被普朗克提出之後,首次成功應用到了愛因斯坦的光電效應,這也反向支持了量子的概念,光量子概念確定了量子力學的地位。 所以說普朗克和愛因斯坦是量子力學早期的奠基人,他們統屬舊量子學派。
  • 愛因斯坦:「上帝不會擲骰子」玻爾:「你別指揮上帝該怎麼做!」
    「上帝不會擲骰子」這句話最早在出現在1926年愛因斯坦寫給波爾的一份信中!但是被眾人所熟知卻是在1927年比利時布魯塞爾召開的第五屆索爾維會議上,這屆索爾維會議被稱為史上最著名的一屆。哥本哈根詮釋的最基本原理就是不確定性原理、波函數塌縮、互補性原理,這種解釋就好像擲骰子一樣,在骰子落地之前,我們不可能確切地知道投出的到底是幾點,也就是投出骰子的六個面中,哪一個面朝上是隨機出現的,只有當骰子落地後,我們才能知道這次擲骰子事件到底投的是幾點!
  • 上帝不擲骰子,愛因斯坦的這句話是什麼意思?世界是不是確定的?
    人類不知道何時會發生火山地震,人類不知道雨雪為什麼會降臨於世,人類也不知道旱澇災害為何會交替出現,更不明白旱災為什麼總是與蝗災相伴。而對於太陽和月亮的交替出現,人類更是一頭霧水,可以說,這個世界上所發生的一切自然現象,人類就那樣看著,人類對這一切無比熟悉卻又是一無所知。在這個世界上有很多足以讓人恐懼和害怕的事情,而所有恐懼的根源就是兩個字:未知,也可以稱之為不確定性。
  • 愛因斯坦說的:上帝不會擲骰子
    南武林本來就是愛神一個人,一切他說了算,想一想自己這麼多年也不容易,玻爾決定召開一次英雄大會,而且要把大會開成一次團結的大會和平的大會,千萬不能象爵爺一樣,動不動就是華山論劍,最好給武林開萬世之太平。於是第五屆索爾維大會就召開了,與會人員如下圖所示。
  • 愛因斯坦為什麼說「上帝不會擲骰子」,量子世界真的是隨機的嗎?
    ,這是愛因斯坦第二次參加此會議。這次會議最引人矚目的便是愛因斯坦和玻爾關於量子力學的本質解釋爭論。愛因斯坦也提出了「上帝並不會擲骰子」的言論反對量子力學的隨機論。接下來正文就開始了,為了便於大家理解,筆者採用循序漸進的敘述方式。當你看見一輛汽車在公路上高速行駛時,你只需知道汽車的速度和方向,就可以計算出這輛汽車在下一時刻出現在哪裡。
  • 為何愛因斯坦會說「上帝不會擲骰子」?這回他錯了
    經典物理學的兩朵烏雲之後愛因斯坦受到這一觀點的啟發,也提出光量子的假說,他認為光具有記憶性和波動性。這一假說解決了過去幾百年關於光的波動性與粒子性爭論,這也讓愛因斯坦成為了舊量子論的先驅者。我們之所以稱他為舊量子論的先驅是因為愛因斯坦並沒有將量子理論完全發掘出來,這就導致了後來量子論乃至量子力學的話語權都轉移到了以玻爾為首的哥本哈根學派。
  • 量子力學最難理解的地方:上帝到底會不會擲骰子?愛因斯坦這樣說
    上帝到底會不會擲骰子?這主要是指經典力學的絕對論與量子力學的隨機性之間的分歧愛因斯坦堅信:上帝是不會擲骰子的,愛因斯坦相信整個世界都是按照一定的規律去運行的,即使在微觀量子世界,微觀粒子也會像鐘錶似的機械地嘀嗒運轉,這種經典物理規律讓宇宙的每個瞬間都可以決定下一個瞬間,宇宙究竟是按照機械規律去運行,還是上帝依靠擲骰子而去隨機管理?
  • 為何愛因斯坦晚年認為一切都是安排好的?上帝真的不會擲骰子嗎?
    在這裡我就不多去解釋愛因斯坦是個無神論者,那麼,為什麼一直流傳著愛因斯坦認為一切都是安排好的呢?因為愛因斯坦也經常被誤解,甚至被錯誤引用,接下去我簡單地說一些我看到的相關報導,關於愛因斯坦的一些觀點,或者說,這個聰明的人是如何看待宇宙的。
  • 「上帝不擲骰子」是什麼意思?愛因斯坦的這句名言顛覆認知
    誰也不知道自己每次做出的選擇是對是錯,因為宇宙很大,每一個瞬間都會出現無數個選擇,並且這些選擇會相互影響帶來不一樣的結果,「蝴蝶效應」就是一個很好的例子,但是在這裡,筆者要提出一個疑問,你能肯定自己做出的選擇,就是自己要選的那一個嗎?
  • 量子力學迫使上帝擲骰子?愛因斯坦:上帝才不帶這樣玩
    不對,應該是猜測了!隨著電子顯微鏡的發展,科學家們更加深入地了解了微觀世界的現象。人們猜測了分子和原子的存在,隨後得到了驗證。此後又發現了電子的存在,發現者叫湯姆森。他認為電子就像葡萄乾一樣均勻地鑲嵌在原子的內部。隨後一個名為盧瑟福的科學家做了一個散射實驗,推翻了湯姆森的葡萄乾模型。他認識電子是繞原子核運動的,電子和原子核之間全是真空。電子繞原子核運動就像是地球繞太陽一樣規律。
  • 愛因斯坦說上帝不擲色子,是否代表一切都是設計好的?
    無論如何,我都相信,上帝不會擲骰子這句話經常被認為是愛因斯坦反對量子力學,因為量子力學把隨機性看作是物理世界的內稟性質。很多人誤會他了,甚至把這句話認定為愛因斯坦承認一切都是設計好的,或者說萬事天註定,還有人說科學的盡頭是神學,十分可笑。科學的盡頭真的是神學嗎?
  • 不信上帝的愛因斯坦到底發現了什麼?為何說:一切都是安排好的?
    「一切都是安排好的」這句話現在理解起來,潛在的意思就是,總會有「一隻看不見的手」在掌握著生活中的一切,在我國古代神話中就是天註定,在西方宗教裡就是上帝創造了一切。那麼愛因斯坦說出「一切都是安排好的」是為什麼?他難道發現了什麼?
  • 愛因斯坦說:上帝不擲骰子!
    今天和大家聊聊關於人類起源這個故事,愛因斯坦曾經說過:上帝是不擲骰子的。作為現代物理學最偉大的物理學家,他相信世間的一切都是因果決定論的。我們日常說的偶然性其實都是必然性,只是因為我們的認知局限而只能將其歸結為偶然性而已。
  • 愛因斯坦的「上帝不會擲骰子」與「薛丁格的貓」有什麼聯繫?
    愛因斯坦說:「上帝不會擲骰子」;波爾說:「別去管上帝能做什麼!」這是網絡上流傳的愛因斯坦與波爾之爭的精闢語言。其實這都不是原話,但意思差不多。爭論的兩邊都知道這個世界沒有上帝,他們爭論的「上帝」是指自然規律。那麼這個被號稱為世紀之爭的科學理論大戰具體是怎樣一個過程,最終鹿死誰手呢?我們一起來重溫一下這段歷史,看看這些科學大師們的風採。
  • 《上帝擲骰子嗎?》讀書筆記下
    薛丁格聰聰穎早慧而情人無數,雖然他最終跟唯一的妻子白頭到老,可是, 他的確擁有過無數的情人,並真心誠意挖心掏肺的深愛著每一個過往的情人,他的愛情生活絕對不比他的科研成就遜色,以至於當時的很多人都發出世紀的疑問:「到底是波-粒子的二象性難一點呢,還是(薛丁格)的老婆-情人的二象性更難?」然後,又是各種複雜,各種爭論,各種探索。「停止爭論吧,上帝真的擲骰子!
  • 愛因斯坦為什麼相信上帝不會擲骰子,量子力學是否真正隨機?
    1927年,愛因斯坦受邀參加了第五屆索維爾會議,這是愛因斯坦第二次參加此會議。與會人員全是當時全世界著名的科學家。當然此次參會者還有大名鼎鼎的新量子力學創始人—玻爾。這次會議最引人矚目的便是愛因斯坦和玻爾關於量子力學的本質解釋爭論。
  • 上帝到底會不會擲骰子?愛因斯坦VS波爾、海森堡,誰對誰錯呢?
    按照道理他們不應該有衝突,但是在世界本質上他們學科代表大神卻對此有不同的見解,他們討論的是「上帝擲or不擲骰子」。兩大學科研究的不同方向科學家都是很嚴謹和苛刻的,任何理論都是經過深思熟慮後才會發表出來,一旦發表出來給發現是錯的,那麼這一輩子的科學之路算是走完了。